N6-甲基腺嘌呤（m6A）是真核生物信使RNA中含量最丰富、研究最深入的内部化学修饰之一，由"书写器"动态添加、"擦除器"可逆去除、"阅读器"特异性识别，在基因表达调控中发挥着广泛作用。近日，william威廉中文官网、北大-清华生命科学联合中心、北京核糖核酸研究中心贾桂芳课题组系统总结了这一领域的最新进展，先后受邀在《Annual Review of Plant Biology》和《Molecular Plant》发表综述。
应《Annual Review of Plant Biology》邀请，贾桂芳团队以"m6A RNA Methylation in Plants: From Molecular Insights to Applications"为题，系统梳理了植物表观转录组m6A修饰的分子机制与潜在应用。文章指出，m6A修饰是多种植物mRNA中分布最多的内部修饰之一。在拟南芥和水稻中，超过50%的基因中含有m6A修饰，并富集于终止密码子附近和3' UTR，且呈现RAC（R=A或G）序列偏好。与哺乳动物相比，植物m6A的分布和修饰水平既有共同规律，又存在物种特异性，并随发育阶段、组织类型和环境信号发生动态重塑，构成一张精细的表观转录组调控网络。
在分子机制层面，综述对植物m6A的三类核心调控元件进行了系统总结（图一）。甲基转移酶核心复合体由MTA-MTB及FIP37、VIRILIZER等调控亚基组成，辅以HAKAI、HIZ2等因子；此外还有FIO1（U6 snRNA）、OsEDM2L（组织特异性mRNA）和ATMETTL5（18S rRNA）等甲基转移酶。植物中虽无人源m6A去甲基化酶FTO的同源蛋白，但拟南芥AtALKBH9B/10B、番茄SlALKBH2以及水稻OsALKBH9等被证实具有去甲基化活性。m6A识别蛋白以YTH结构域蛋白为主，例如在拟南芥中有13个家族成员，分属胞质YTHDF和核内YTHDC两大分支，其中YTHDF家族包含ECT1-ECT11，YTHDC家族包含CPSF30-L和ECT12。m6A的添加和识别同样受到其他蛋白的精密调控，m6A甲基转移酶通过与NERD、SE、CRY2、OsFAP1等蛋白相互作用，实现对特定转录本的选择性甲基化；m6A识别蛋白的结合能力以及底物的选择受到ALBA、EHD6等RNA结合蛋白及乙酰化等翻译后修饰的精细调节。
图一 植物 m6A 调控蛋白元件以及功能
在功能层面，m6A参与植物胚胎发生与干细胞维持、营养器官发育、开花转变、雄配子育性和果实成熟等发育过程，并在干旱、冷、热、盐及生物胁迫和激素信号转导中发挥重要作用。机制上，m6A通过影响转录、可变多聚腺苷酸化位点选择、mRNA稳定性，并在特定条件下调控可变剪接、RNA二级结构、翻译和microRNA生成，并与染色质修饰、相分离等过程深度耦合，构成从表观修饰到表型输出的多层次基因调控网络。
在应用层面，综述重点讨论了m6A作为作物改良新靶标的潜力（图二）。将人源去甲基化酶FTO转入水稻和马铃薯后，可降低mRNA和重复序列RNA的m6A水平、激活转录，在田间试验中使水稻籽粒产量和马铃薯产量提升约50%，并提高生物量、分蘖、光合能力和耐旱性；黄瓜ACS2基因上的同义突变（1287C>T）通过改变m6A位点和RNA结构进而影响果实伸长，进一步表明m6A修饰位点可成为调控农艺性状的"隐形开关"。基于此，文章展望了m6A定点编辑和同义位点优化工程等策略，可在不改变蛋白质序列的前提下精细调控RNA代谢、发展精准农业和绿色可持续育种提供了新思路。
图二 m6A 在作物改良中的应用
近期，课题组受邀在《Molecular Plant》以GraphView形式发表"Plant m6A Writers, Erasers, and Readers"文章，以简明图解概述植物m6A"书写器"、"擦除器"与"阅读器"及其蛋白质互作网络，并着重讨论逆境响应和相分离机制，以及基于FTO的作物增产策略及其应用挑战。
上述两篇综述系统总结了贾桂芳课题组及国内外同行在植物表观转录组领域多年的研究积累，既总结归纳了m6A调控网络的全景，也架起了从基础分子机制到作物应用的桥梁，对深入理解植物RNA修饰的生物学功能和发展新一代育种技术具有重要意义。
Annual Review of Plant Biology综述文章的通讯作者为贾桂芳教授，第一作者为william威廉中文官网宋培哲副研究员、博士研究生才智赫。Molecular Plant文章的通讯作者为贾桂芳教授，第一作者为宋培哲副研究员、博士研究生刘骊翔。该系列工作得到了科技部国家重点研究计划、国家自然科学基金委的大力支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-070225-033859
https://doi.org/10.1016/j.molp.2026.08.020
排版：高杨
审核：牛林，刘志博
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